摘要：随着工业的发展，模具在制造业种的地位(3)
2013-05-09 18:15
导读：(3)点云数据精简 在三维实体模型数字化过程中，将会得到海量点云数据，冗余的点云会导致计算机运行、存储和操作的效率降低，生成曲面模型需要消耗
(3)点云数据精简
在三维实体模型数字化过程中，将会得到海量点云数据，冗余的点云会导致计算机运行、存储和操作的效率降低，生成曲面模型需要消耗更多的时间，并且还要影响重构曲面的光顺性。因此，在保证一定精度的前提下，逆向工程中测量数据的精简是重要的研究内容之一 。不同类型的“点云”可采用不同的精简方式，散乱“点云”可通过随机采样的方法来精简 ；对于扫描线“点云”和多边形“点云”可采用等间距缩减、倍率缩减、等量缩减、弦偏差等方法；网格化“点云”可采用等分布密度法和最小包围区域进行数据缩减。另外，还有基于灰色
系统理论的数据滤波后产生的空穴填补办法和基于面密度概念的数据简化方法 。
(4)点云数据分块
对于模具样件，其外表轮廓往往由多张曲面混合组成。点云分块是根据实体外形曲面的自取面类型，将属于同一自取面类型的数据成组，将全部数据划分为代表不同类型的数据域，模型重构时，再经过曲面的过渡、相交、剪裁等方法将多个分块的曲面组成一个整体。目前，点云分块分为基于测量的分割和自动分割两类 。基于测量分割的方法使用于机构特征比较明显的物体，操作者的水平和经验将直接影响结果。自动分割法分为基于边和基于面分块两种方法。基于边的分块方法首先根据相同类型的边界点连接形成边界环，判断点集是否属于环内，实现点云分块。基于面的方法是尝试推出具有相同曲面性质的点，然后进一步决定所属的曲面，最后义相邻的曲面决定曲面间的边界。
2．3 曲面模型重构
在逆向工程中，模型重构是利用数字化测量仪所获得的点云数据，通过插值或者拟合构建一个近似实体原型的模型。模型重构是整个逆向工程中最关键、最复杂的环节 。常见的模型重构方法有两种：①先将数据点通过插值或逼近拟合成曲线，再利用造型工具将曲线构建成曲面；② 直接对测量数据点进行曲面片拟合，再经过对曲面片的过渡、拼接、裁剪等操作完成曲面模型的构建。另外还有基于产品几何特征及约束特征的模型重建方法，该方法可以根据模型的整体属性，较清晰地表达模型的集合特征之间的约束关系。
（科教作文网http://zw.ΝsΕAc.Com编辑整理） 3 应用实例
本实验室拥有一套北京博维恒信科技公司生产的三维彩色数字化测量系统——3D CaMega光学扫描仪。该系统采用了光学照相式的快速摄影方式，与高精密数控旋转台配合使用，从不同方位自动对被测物件进行图像采集；经三维图像处理软件的计算，自动生成具备各像素对应点空间坐标和色彩复合数据的三维彩色数字图像。
针对该模具实例，按照型腔结构制作出一冲压件，利用三维数字化测量系统获得冲压件外表面轮廓的模型三维点云数据。利用逆向工程软件Geomigic Studio对获得的点云数据进行多视点云拼合、数据滤波、平滑处理、数据精简，得到较为满意的数据，接着对点云数据进行分割，把属于同一类型的数据点划分到同一区域，对划分的区域利用曲面重构技术选取特征截面、建立特征线、特征网格，再对网格线进行光顺，最后由曲线拟合成曲面。根据所显示的磨损程度，制定模具是修复方案，实现对模具的精确修复工作。
4 结束语
实践证明，逆向工程为模具修复技术提供了一种新的技术手段。逆向工程技术使模具修复工作和先进的计算机辅助设计技术、先进的数据测量技术、快速制造技术紧密结合，提高模具修复精度、效率，大大降低模具的成本，延长了模具是使用寿命和工作周期，从而提高了产品的竞争性。
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